Boost PFC 调试与软件程序容错性的思考

         最近做了一个数字电源，本意是使用单片机控制PFC。这个问题的现象引起我对软件程序容错性的思考。

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软件的容错性：当硬件故障的时候，程序不跑飞的能力。

          目前就有这样的一个案例，它的逻辑代码是这样的：

          通过检测输入电压的过零点，然后每检测到一个过零点，计数值重置为零，否则再定时器中断里面递增。

          硬件电路：

 

 

 

          分析：

　　　　交流电是50Hz，也就是100个过零点。每两个周期是10ms。受电网供电质量与硬件电路的延时的影响，送到单片机的过零检测波形会有一点点的不对称。

              理想情况下，Vac2_AD处的波形应该是占空比为50%的方波。

              现实情况下，受电网供电质量的影响、Q5的影响，Vac2_AD的波形不是50%。

         程序实现：

//Calculate the input current reference
for (i = 0 ; i < 1000; i++){
      I_ref[i] = (32767*sin(pi/1000.0f*i)+0.5f);
}
//每次检测到Vac2_AD波形的边沿，计数值Count置零。
void __attribute__ ((__interrupt__,__no_auto_psv__)) _CNInterrupt(void){
    IFS1bits.CNIF = 0; //Clear the interrupt flag
    Count = 0;
    ADCPC0bits.SWTRG1 = 1;
}
//定时器10us，递增一次。
Count++；
IL1_Err = I_ref[Count] - IL1_Real;

         上面程序是在理想的情况下，Count是在小于1000的情况下，每次计数到1000，也就是10ms，外部刚好检测到过零点，Count又被置零。

         那么，当检测外部过零点延时到来的时候，Count>1000,那么数组溢出，I_ref[1500]是一个随机数，程序跑飞。

          下面的程序将Count取余，并且在20ms，才置零一次。提高了程序的容错性。         

//Calculate the input current reference
for (i = 0 ; i < 1000; i++){
      I_ref[i] = (32767*sin(pi/1000.0f*i)+0.5f);
}
//每次检测到Vac2_AD波形的边沿，计数值Count置零。
void __attribute__ ((__interrupt__,__no_auto_psv__)) _CNInterrupt(void){
    IFS1bits.CNIF = 0; //Clear the interrupt flag
    if(Count > 1980)Count = 0;
    ADCPC0bits.SWTRG1 = 1;
}
//定时器10us，递增一次。
Count++；
IL1_Err = I_ref[Count%1000] - IL1_Real;

          实验验证：

                 分别将上述代码，在 Boost PFC程序中验证。

                 代码一：存在输入电流正负半周不对称的情况。（负半周期的I_ref不正常，错位和溢出）

                 代码二：正负半周对称。

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 另外，Boost变换器经常需要做过压保护。当输出电压超过设定最大电压时，关闭开关管的占空比，过压标志位置1。

 if(Vbus_AD > Vbus_430)
{
      PFC_OverVoltage_Flag = 1;
      PDC2 = 0;
      SDC2 = 0;
}

然而：

      这段代码，在变换器插入电网的时候，常常出现启动不正常的现象。或者出现150Vac启动正常，220Vac启动就不正常。

原因就是：开机启动的时候，母线电容上是没有储能的，刚接上输入电压的时候，立即给母线电压充电，很可能出现母线电压达到最大保护值的情况。

        进入保护后，母线电压下降，但是这段代码不能做到自恢复。

        下面这段代码就加入了自恢复的措施。当输出母线电压低于自动保护后，自动退出保护，自动启动闭环控制程序。

        if(Vbus_AD > Vbus_430)
        {
            PFC_OverVoltage_Flag = 1;
            PDC2 = 0;
            SDC2 = 0;
        }else{
            PFC_OverVoltage_Flag = 0;
        }

 

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        以上的两个实验现象。主要想说明数字电源，控制不仅仅要考虑到程序逻辑的正确性，程序的容错性也是在设计需要考虑的问题。

        保护电路很重要，如何退出保护，回归正常也是很重要的。